基于MATV技术的某减速器壳体声辐射研究

应用有限元方法对某减速器壳体进行了模态计算和振动响应计算,然后基于模态声传递向量(Model acoustic transfer vector,MATV)技术,计算得到减速器壳体的辐射声功率、壳体表面空气振动速度分布、外场声压级分布以及外场场点声压级等声学响应,展示了模态声传递向量技术在减速器声辐射预测中的应用方法和途径。通过对壳体对模态声学贡献量进行分析,确定了通过结构优化降低声辐射的方法。同时,壳体表面空气振动速度分布为粘贴阻尼材料降低减速器壳体声辐射提供了重要参考。     

某款发动机蛙鸣异响优化

针对某款发动机前端蛙鸣异响问题,通过对激励源、传递路径、响应点的振动噪声测试发现,发动机轮系激励会引发水泵模态共振耦合,不合理的正时罩盖安装方式及放大振动会引起表面噪声辐射。通过切断传递路径,解决此异响问题,并用测试结果验证其有效性。     

某单缸汽油发动机振动噪声预测

目的为了预测隆鑫通用自主生产的某单缸汽油发动机的结构辐射噪声,联合运用有限元法,多体动力学法以及声学边界元法,对该单缸发动机进行了振动噪声的仿真计算。利用有限元法对整机进行模态分析获得模态频率和振型,运用多体动力学法计算活塞连杆机构、曲轴主轴承、配气机构等作用在机体上的激励力,将得到的激励力和模态数据导入到LMS Virtual.Lab软件中,仿真计算发动机的表面振动和辐射噪声。仿真结果与实测结果一致性较好。本文为发动机的结构振动噪声研究提供了一种计算方法。     

柴油机表面辐射噪声控制研究

为了降低发动机的表面辐射噪声,采用有限元分析方法对原柴油机下曲轴箱和通过添加加强筋方法改进后的下曲轴箱进行了模态计算分析,分别得到其固有频率和模态振型.声功率测算结果表明了方法的有效性.     

重型变速箱振动噪声特性仿真分析

以某重型变速箱为研究对象,对其进行巡航工况下振动与噪声辐射的仿真分析。借助多体动力学方法,建立重型变速箱的多体动力学模型并进行验证,仿真计算变速箱壳体各轴承支座处的支反力。将求解得到的支反力加载到经过验证的变速箱壳体有限元模型的相应位置,利用模态叠加法,求解变速箱壳体的结构响应。最后,通过声学边界元法计算得到变速箱该巡航工况下的噪声辐射。对仿真得到的巡航工况下变速箱壳体的结构响应及噪声辐射进行时频分析,确定该重型变速箱巡航工况下的振动噪声特性,为变速箱的后期优化提供依据。     

基于模态分析及动刚度优化的低噪声正时罩设计

正时罩盖属于薄壁件,其刚度小、面积大,很容易与其相连的发动机体发生共振,辐射噪声较大。利用有限元方法分析装配状态下正时罩盖的各阶振型,获得其噪声辐射的关键模态;并施加单位载荷于正时罩盖有限元模型,将其作为动态响应分析的激励,得到正时罩盖表面响应分布,并通过试验来验证其模型准确性。以动刚度作为优化目标,对其内部的加强筋进行了重新设计及布置,使正时罩盖的模态振型避开正时轮系啮合激励频段,进而降低辐射噪声。仿真和试验结果均验证该方法的有效性。     

发动机油底壳模态分析及复合材料结构优化

为减少发动机油底壳振动噪声,同时实现油底壳轻量化,采用模态分析的方法对油底壳进行基于复合材料的结构优化设计。以某型号国产汽车发动机油底壳为研究对象,通过Pro/E对油底壳进行有限元建模,再利用ANSYS Workbench对模型进行模态分析,得到其低阶固有频率和振型。根据分析结果,提出基于碳纤维增强片状模塑料(SMC)的结构优化方案。应用ACP模块进行铺层设计并建立优化后模型,通过模态分析及谐响应分析检验优化后的油底壳动力学性能。结果表明优化后油底壳前6阶的模态固有频率至少提升37%,响应峰值频率至少提升29%,且质量减轻41.9%。     

基于多体动力学仿真技术的多缸发动机噪声预测

对一台四冲程直列四缸涡轮增压柴油发动机建模,使用多体耦合和有限元边界元来进行噪声辐射预测。对其进行多体动力学仿真,模拟这台发动机从1 500~4 000 r/min的工作状态,确定动力总成的激励大小,还特别估计出了作用在缸体上的作用力。在发动机动力系统的动态描述中,同时考虑气体压力对燃烧过程的影响和运动部件惯性力的作用。此外还评估了实际发动机的操作性能,曲柄和缸体都被视为自由体。依据ISO3744标准,基于著名的MATV方法,利用模态参与因子的缸体激励,计算出距发动机1m处的发动机噪声辐射大小。通过LMS Virtual.Lab工具,对发动机动力总成的动态及振动噪声表现进行描述。     

基于模态叠加法的声固耦合噪声仿真与实验

在ANSYS中建立了长方体箱体的有限元模型,并计算结构模态。将有限元模型和结构模态导入Virtual Lab,计算空腔声模态,用模态叠加法计算耦合声场对激励的响应,得到了声压级分布云图和场点频率响应曲线。设计了长方体箱体的振动噪声实验,将声卡采集得到的噪声信号在Matlab中进行傅立叶分解,得到声场内一点对激振频率的响应曲线。仿真数据与实验数据有较好的一致性。     

基于模态分析的发动机表面振动预测分析

以某发动机动力总成为对象,采用多参考点最小二乘复频域法,通过模态试验测得振动响应,以获得发动机模态参数及振型。同时采用有限元-多体动力学-边界元相结合的方法,对其声场和表面振动速度进行预测。结果表明:该发动机前四阶模态主要以弯曲和绕X轴一阶扭转为主,发动机辐射噪声能量及表面振动主要集中在进、排气侧,频带为450～650Hz。研究结果为发动机设计改进提供依据,对发动机设计具有较强的实用价值。     

某船用高压油泵壳体的动态特性分析

船用高压油泵作为发动机的一部分,目前对其动态特性研究较少。采用有限元求解的方法对船用高压油泵壳体的动态特性进行研究。利用Pro/E软件建立了高压油泵壳体三维模型,利用ABAQUS软件建立其有限元模型,并在ABAQUS中求解了高压油泵壳体的前三十阶模态振型及其表面振动响应,并得到了高压油泵壳体的当量振动烈度,为后续辐射噪声计算及结构改进提供了参考依据。     

基于多体动力学仿真技术的多缸发动机噪声预测

对一台四冲程直列四缸涡轮增压柴油发动机建模,使用多体耦合和有限元边界元来进行噪声辐射预测.对其进行多体动力学仿真,模拟这台发动机从1 500 ～4 000 r/min的工作状态,确定动力总成的激励大小,还特别估计出了作用在缸体上的作用力.在发动机动力系统的动态描述中,同时考虑气体压力对燃烧过程的影响和运动部件惯性力的作用.此外还评估了实际发动机的操作性能,曲柄和缸体都被视为自由体.依据ISO3744标准,基于著名的MATV方法,利用模态参与因子的缸体激励,计算出距发动机1m处的发动机噪声辐射大小.通过LMS Virtual.Lab工具,对发动机动力总成的动态及振动噪声表现进行描述.     

汽油发动机进气歧管NVH性能分析及优化

运用CAE手段对某汽油机进气歧管的NVH特性进行仿真分析,得到其模态、频响及辐射噪声3个方面的结果,并通过分析找到其薄弱位置,进行优化。在发动机本体结构不能改变的情况下,只通过优化进气歧管及其支架,使得进气歧管第一阶模态从128 Hz提高到185 Hz。其中,壁厚及支架结构对模态影响较大,蜂窝状筋结构对歧管动刚度和噪声辐射有明显改善。     

用自由界面模态综合法研究发动机—排气管—涡轮增压器系统的振动

将发动机整体系统分解成发动机主体和排气管+涡轮增压器两个子系统,分别建立动力学模型,然后用自由界面模态综合法进行系统综合,获得整体系统的振动模态和振动响应,计算结果与实验结果相吻合。计算得到的涡轮增压器轴承座处的振动响应,可以作为发动机对涡轮增压器转子的基础激励进行转子动力学研究。     

某消声器声辐射仿真分析与形貌优化

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。     

轴向柱塞泵壳体降噪区域识别

为了精确识别轴向柱塞泵壳体降噪区域,首先,搭建液压-多体动力学耦合模型,求解结构噪声激振力;然后,分析零部件模态并试验验证,建立装配体有限元模型,开展基于模态的振动响应分析,通过振动实验验证模型准确性,搭建轴向柱塞泵声学边界元模型,分析其辐射噪声特性;最后,基于声学传递向量原理,开展模态及板面声学贡献量分析,对壳体噪声辐射板面进行合理划分,分析其对关键频率下辐射噪声的贡献量。研究表明:轴向柱塞泵振声模型具有良好的准确性;某板面在辐射噪声突出的1350 Hz频率下,其声学贡献量达到46.1%。精确识别了轴向柱塞泵壳体降噪区域,为其降噪优化设计提供有效指导。     

基于工作模态法的装载机后车架动态特性分析

在介绍了工作模态法优点的基础上,采用LMS test.lab系统对某装载机后车架进行工作模态实验。首先测试各响应点怠速工况下振动信号,信号经预处理、计算互功率谱、集总和拟合振型后得到了其各阶模态参数。运用模态置信度指标及定置升速工况振动响应三维功率谱验证了模态参数的真实性。实验结果表明,在发动机常用工作转速范围内,后车架不存在突出共振问题。模态分析的结果为后车架动态设计中降低振动、噪声,提高可靠性提供了依据。     

基于传递率函数的运行模态分析方法

传统的运行模态分析方法在推导过程中多假设激励为白噪声,造成在应用上有一定的局限性。提出了一种基于传递率函数的运行模态分析方法,无需采用白噪声假设,利用两种不同载荷情况下的传递率函数构造有理函数,通过有理分式Forsythe正交多项式法对其进行拟合,得到模态频率、阻尼和振型参数。最后,采用机翼模型仿真算例和悬臂梁实验,验证了在非白噪声激励情况下该方法的有效性与可靠性。     

人字齿轮分扭传动系统动力学建模与动态分析

以某航空发动机人字齿分扭传动减速器为研究对象,基于有限单元节点法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应、轴承支撑、系统阻尼及齿轮啮合作用的人字齿分扭传动系统动力学模型,计算人字齿时变啮合刚度,根据实测齿面计算出静态传递误差。根据建立的系统动力学方程,按振动理论方法计算得到轮系典型模态,经试验测试验证了计算模态的正确性;利用NewMark法对系统的时域及频域响应进行仿真计算,计算得到的系统时域响应收敛且存在调制现象,频域分析中存在啮合频率的次频、倍频与轴频。计算结果均与试验结果基本相符。研究工作为航空齿轮传动动态性能分析提供了有参考价值的方法。     

汽油机燃烧噪声的多元回归分析

为了更合理地评估发动机燃烧噪声,将燃烧噪声按传递路径不同分为直接燃烧噪声和间接燃烧噪声。基于两种燃烧噪声的传递函数不随发动机工况变化而变化,在每个频率下建立缸压、缸压引起的转矩力与燃烧噪声之间多元回归模型并求解回归系数,得到相应频率下的直接燃烧噪声和间接燃烧的传递系数。对25 Hz~20 000 Hz频率范围内两种燃烧噪声传递函数进行了计算和分析,结果表明:在各个中心频率下的多元回归模型拟合度较高,说明应用此方法获取的直接和间接燃烧噪声传递系数比较准确;直接燃烧噪声和间接燃烧噪声的传递函数在2 000 Hz左右频率段均存在峰值;该汽油机在25 Hz~1 250 Hz频率范围内,间接燃烧噪声高于直接燃烧噪声,在1 250 Hz~20 000 Hz频率范围内,直接燃烧噪声高于间接燃烧噪声。